丰田第二代Mirai乘用车燃料电池系统架构（二）
丰田第二代Mirai乘用车燃料电池系统架构（二）
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阳极热管理和水管理是燃料电池系统集成结构设计的重点 。本文分享丰田第二代Mirai燃料电池氢循环系统的热管理开发技术。
欠氢是车用质子交换膜燃料电池运行的“雷区”，材料、结构和工况设计都应最大程度减少阳极液态水聚集。对于第二代Mirai燃料电池的阳极水管理，【燃料电池干货】微信公众平台此前已展开介绍，详情见下文链接。本文分享第二代Mirai燃料电池系统的阳极热管理开发技术。
文章链接 → 丰田第二代Mirai燃料电池堆阳极入口水管理
为了小型化和低成本化，第二代Mirai 使用 树脂材料 将排水排气阀和气液分离器进行一体化制成 ，如下图4所示 。由于树脂材料比金属材料的导热率低，排水排气单元存在冰点下残留液态水冻结的风险。为防止冰点下 残留 生成水冻结导致排水排气单元失效，第二代Mirai排水排气阀的 阀体为金属制 ，并且 对阀体贯通冷却剂温水流路 ， 通过在冷却剂流路中流动的高温冷却剂使阀体升温 ，改善冻结问题 。
图5 第二代Mira燃料电池氢气循环冷却路
高温冷却剂流入氢气循环泵除了可以改善低温下电堆和氢循环泵温差抑制冷凝，还可以 提升高温运行下氢循环泵内材料的耐久性 。在高温运行下，若从氢循环泵排出的“废气”温度上升，则可能产生不良状况，如超过氢循环泵排出口密封垫圈耐受温度。尤其在吸入氢循环泵的气体压力超过 220 kPaa，在吸入和排出气体压力差超过 50 kPa时，氢循环泵排气温度可达 130 ℃，对密封件产生热衰减影响。
图6 第二代Mira燃料电池系统氢气循环泵
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